Observations have recently been made of ion cyclotron emission (ICE) that originates from the core plasma in the DIII-D and ASDEX-Upgrade tokamaks. In some of these cases, the ICE spectral peaks correspond to the local cyclotron harmonic frequencies of fusion-born ions close to the magnetic axis. This is in contrast to the hitherto usual spatial localisation of the ICE source to the outer midplane edge in tokamak and stellarator plasmas. Here we show that a possible emission mechanism for core ICE in ASDEX-Upgrade deuterium plasmas can arise from the rapid onset and rise of local fusion reactivity. This would give rise to a transiently highly non-Maxwellian population of fusion-born protons near their birth energy, prior to collisional slowing-down on longer timescales. Such populations are often liable to fast radiative relaxation under the magnetoacoustic cyclotron instability which underpins ICE, depending also on bulk plasma parameter values. We, therefore, perform first principles computations of the self-consistent collective relaxation of such a population, using a particle-in-cell code, for plasma parameters appropriate to the ASDEX-Upgrade core. The resulting simulated ICE spectra include a strong peak at the proton cyclotron frequency that corresponds well to the observations.
DIII-DおよびASDEX-Upgradeトカマクにおいて、磁気軸近傍のコアプラズマに起源を持つイオンサイクロトロン放射（ICE）が最近観測されている。これらの事例の一部では、ICEスペクトルのピークは、磁気軸近傍の核融合生成イオンの局所的なサイクロトロン高調波周波数に対応している。これは、従来ICE源がトカマクおよびヘリカルプラズマの外側赤道面に局在していたこととは対照的である。ここでは、ASDEX-Upgrade重水素プラズマにおけるコアICEの可能な放出メカニズムとして、局所的な核融合反応率の急激な立ち上がりと上昇に起因するものを示す。これにより、より長い時間スケールでの衝突減速の前に、生成エネルギー付近で過渡的に強く非マクスウェル分布を示す核融合生成陽子の集団が生じる。このような集団は、バルクプラズマのパラメータ値にも依存するが、ICEの基盤となる磁気音響サイクロトロン不安定性の下で高速放射緩和を受けやすい。そこで我々は、ASDEX-Upgradeコアに適したプラズマパラメータを用いて、粒子セル法コードによるこのような集団の自己無撞着な緩和の第一原理計算を実行する。得られたシミュレーションICEスペクトルは、陽子サイクロトロン周波数に強いピークを示し、観測結果とよく一致する。